脉冲星:宇宙的灯塔

作者: 邓熙浩

来源: 中科院物理所

发布日期: 2018-12-07 12:06:04

本文介绍了脉冲星作为宇宙灯塔的作用,以及在“灯塔计划”游戏中普通人如何参与脉冲星的探索。文章详细讲述了脉冲星的发现历史和科学意义,以及中国天眼FAST在脉冲星观测中的成就。

你在玩游戏?不,我在寻找脉冲星!随着智能手机的普及,人们可以在手机上下载导航软件,配合GPS和北斗的卫星导航,我们迷路的概率大大降低了。不过,作为一个热爱科学的宝宝,你有没有想过,如果有一天我们要进行星际旅行,茫茫的宇宙空间,没有了GPS,没有了北斗,谁来充当“宇宙灯塔”为我们指明方向呢?答案就是脉冲星。脉冲星由恒星演化和超新星爆发产生,因发射周期性脉冲信号而得名。

脉冲星的本质是中子星,具有在地面实验室无法实现的极端物理性质,是理想的天体物理实验室,对其进行研究,有希望得到许多重大物理学问题的答案。由于脉冲星具有极其稳定的周期性,其稳定度优于10-19,被誉为自然界最精准的天文时钟。因此,脉冲星能够成为人类在宇宙中航行的“灯塔”,为近地轨道、深空和星际空间飞行的航天器提供自主导航信息服务。目前,射电望远镜是观测脉冲星最为有效的手段。

被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)经过两年的紧张调试工作,现已实现了跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种观测模式,数项关键指标超过预期。截至目前,已发现了44颗被确认的新脉冲星,有望明年下半年完成验收并向全国天文学家开放使用。那么我们普通人能否有机会近距离接触脉冲星探索的全过程呢?答案是肯定的。

在一款名叫“灯塔计划”的游戏中,有来自中国、美国、印度、澳洲等国际最先进的射电望远镜观测到的真实的脉冲星数据图。这些数据图中,据称有些是实时观测的数据,有些是经过天文研究组用人工智能筛选后留下的疑似脉冲星,有些是以往未被深度挖掘过的残留数据图。也就是说,在游戏中,我们可以直接参与真实的脉冲星探索,而且要是发现了真实的脉冲星,可以直接联系获得官方认证。

对一位天体物理的爱好者来说,“灯塔计划”简直有致命的吸引力,小编立马开始体验。刚进入游戏,小编就得知原来人们对脉冲星这个宇宙灯塔的了解得追溯至19世纪末。19世纪的道尔顿原子说一直笼罩着整个科学界,人们一直认为原子是物质最基本的且不可分割的组成单位。而这一假说的正确性被约瑟夫·汤姆森的电子发现给彻底打破了。

随着游戏的晋级,小编竟可以和汤姆森一起感受电子的电击眩晕;和卢瑟福一起感受质子的雷电式轰炸,和爱丁顿一起探索太阳内部的核辐射,和钱德拉塞卡一起感受黑洞的吞噬……。最终发现,人类探索脉冲星的故事果然不是像教科书说的那么具有逻辑条理性,而是经历了半个多世纪的时而喜从天降、时而南辕北辙的浪漫探索。

脉冲星作为宇宙中最神奇也是最重要的星体之一,又是我们天眼致力探索的对象,小编真想把“灯塔计划”中人们对它的探索之旅来做分享。

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